שקיפות אופטית

מעבר או העברת אור דרך חומר אינם מרמזים בהכרח על היכולת לראות דרכו. במונחים כלליים, לחומר שקוף, יש רכיבים בעלי אינדקס שבירה אחיד ואילו חומר שקוף לעומת זאת, מורכב ממרכיבים בעלי מדדי שבירה שונים. המערכת האחרונה מאפשרת מעבר אור אך אינה מקלה על הנראות דרכו. חומרים שאינם מאפשרים העברת אור, מכונים אטומים.

שקיפות אופטית מתייחסת למעבר אור דרך חומר, ללא פיזור ניכר. זהו אחד המאפיינים הפונקציונליים החשובים ביותר של קרמיקה שקופה. זה קובע, למשל, כמה טוב תא סולארי פועל כאשר חלון הזכוכית המכסה אותו מפזר פחות אור, ומאפשר קצירת אור טובה יותר או אפילו עד כמה מיקרוסקופ, עדשת מצלמה או לייזר פועלים.

עם זאת, השגת שקיפות אופטית אמיתית אינה משימה עבור חומרים גרגירים או מיקרוסקופיים קונבנציונליים.

אתגר העיצוב

שקיפות אופטית בחומרים רב גבישיים (כגון מתכות, קרמיקה), מוגבלת על ידי כמות האור המפוזרת על ידי התכונות המבניות שלהם כגון נקבוביות וגבולות גרגרים. פיזור האור תלוי באורך הגל של האור. לפיכך צפויות להיווצר מגבלות לקשקשים מרחביים של נראות, בהתאם לאורך גל האור וכן למימד הפיזי של מרכז הפיזור (למשל גבול גרגר או נקבובית), בתוך זכוכית או קרמיקה. נקבוביות מיקרוסקופיות בקרמיקה מרוסנת, הממוקמות בצמתים של צמתים מיקרו-גבישיים גרגרי חומרים קרמיים קונבנציונליים, גורמות לאור להתפזר ומונעות השגת שקיפות אמיתית.

גודלו של מרכז פיזור נקבע במידה רבה על ידי גודל החלקיקים הגבישיים המצויים בחומר הגלם, במהלך הפיתוח או היווצרות החפץ הזכוכית או הקרמי. אם כן, מובן מאליו שהקטנת גודל חלקיקי חומר הגלם הרבה מתחת לאורך הגל של האור הנראה (~ 0.5 מיקרומטר או 500 ננומטר), מבטלת כמות ניכרת של פיזור אור.

הפחתה של גודל הננו-חלקיקים הקרמיים, הרבה מתחת למידות של כ-1/25 מאורך הגל של האור, מביאה בערך לחומר קרמי או זכוכית שהוא שקוף, או אפילו במידת הצורך, שקוף. משמעות הדבר היא שעבור אור לבן, גודל גרגירי החלקיקים צריך להיות הרבה מתחת ל-20 ננומטר (ננומטר). מחקרים מראים כי חלק הנפח הכולל של נקבוביות ננומטריות (בין גרגירים והתוך גרגירים) בתוך הקרמיקה חייב להיות הרבה מתחת ל-1%, באופן אידיאלי (0.001 - 0.25%) על מנת להשיג העברה אופטית באיכות גבוהה. לפיכך, אחידות החלקיקים וחלקיקים ננומטריים עדינים במיוחד (הרבה מתחת ל-20 ננומטר או 0.02 מיקרומטר) הופכים לגורמים מכריעים חזקים לפיתוח מערכות זכוכית ו/או קרמיות בעלות תכונות אופטו-מכניות מעולות.

הפתרון שלנו

לננו-חומרים קוונטי-קרמיים יש ממדים בממוצע בטווח של מתחת ל-20 ננומטר. הם מציעים את מה שצריך כדי להשיג מערכות קרמיות שקופות.

יישום

ניתן להשיג קרמיקה שקופה באמצעות תהליכי סינטר בטמפרטורות נמוכות של אבקות הננו בעלות ארכיטקטורה אטומית בטוהר גבוה.

  לקוח רשאי להשתמש רק בקרמיקה הכמותית שלנו או להשתמש בהם כ"חומרי מילוי" על מנת למזער את צפיפות הנקבוביות במערכות הקיימות שלו, לפני הסינטר. עם זאת, הגישה הקודמת נחוצה לעיצוב יעיל יותר.

יישומים אחרים

עם אבקות הננו-עדינות האולטרה-אטומיות שלנו, אנו מאפשרים פיתוח של קרמיקה שקופה בעלת ביצועים גבוהים, המציעה משקל קל יותר, חיזוק מכני, הובלה תרמית משופרת לשימור אנרגיה, עמידות בפני כתמים, הגנה אנטי-מיקרוביאלית ואנטי-פטרייתית ללא צורך בהפעלת צילום, לעמידות וגם לשימור אסתטי. היה יישום היעד קבוצה של רכיבי לייזר במצב מוצק, מסכי סמארטפון או מכשירים ניידים, סיבים אופטיים, עדשות למיקרוסקופים ומצלמות, מובילי גל או קירות זכוכית תובעניים טכנית וחלונות פאנלים סולאריים.

QTS-M

צבע: אבקת ננו לבנה

שטח פני השטח (BET): 35930 מ"ר/ק"ג

אינדקס שבירה: 1.72

פער פס: 7.8 eV

עמידות בחום: עד 2852°C (5166°F)

מינון: 0.005 - 0.007% משקל של תערובת זכוכית (או לפי הצורך עבור יישומים ייעודיים)

יישומים: ציפוי מגן בתצוגת פלזמה, חומר איזוטרופי אופטי עם חדירות אינפרא אדום טובה, שימושי לחלונות תנור בטמפרטורה גבוהה, כיסוי גלאי אינפרא אדום, העברת אור ליניארית, מוליכות תרמית גבוהה ויציבות כימית אדים טובה, מחסום תחמוצת במכשירי מנהור ספין.

מסייע בהורדת טמפרטורת ההתגבשות ומקל על המרת הפאזה מ-β-קוורץ ל-β-spodumene בקרמיקה של זכוכית ליתיום-אלומוסיליקט. אנטי-פתוגן יעיל נגד חיידקים, שמרים וביופילם, עמידות טובה לאדים כימיים.

CERAM-QUANT NANOFILLER

ננוארכיטקטורה: חלקיקים כדוריים של ~5 ננומטר (0.005 אום)

שטח פני השטח (BET): 41530 מ"ר/ק"ג

צבע: אבקת ננו לבנה

אינדקס שבירה: 2.013

עמידות בחום: עד 1975°C (3587°F)

פער להקה: 3.37 eV

מינון: 0.003 - 0.005% משקל (או לפי הצורך)

יישומים: ננו-מילוי נקבוביות, סינון UV, אנטיבקטריאלי, אנטי פופולינג, אנטי קורוזיה, מזעור נקבוביות, התרחבות תרמית נמוכה וניהול חוזק מכני (דחיסה וכפוף) משופר.

CERAM QUANTFLEX

ננוארכיטקטורה: יריעות/פתיתים דקים מבחינה אטומית (עובי < 1 ננומטר)

שטח פני השטח (BET): 63520 מ"ר/ק"ג

צבע: אבקת ננו לבנה

עמידות בחום: עד 1975°C (3587°F)

אינדקס שבירה: 2.029

פער להקה: 3.5 eV

מינון: 0.001 - 0.003% משקל (או לפי הצורך)

יישומים: סינון UV, אנטיבקטריאלי גם בחושך, אנטי פופולינג, אנטי קורוזיה, מזעור נקבוביות, התרחבות תרמית נמוכה וניהול חוזק מכני (דחיסה וכפוף), מילוי ננו-חריצים.

CERAM QUANT-THERM

ננוארכיטקטורה: יריעות/פתיתים דקים מבחינה אטומית (עובי < 1 ננומטר)

שטח פני השטח (BET): 49550 מ"ר/ק"ג

עמידות בחום: עד 1597 מעלות צלזיוס (2907 מעלות פרנהייט)

צבע: ננופודר שחור/שחור-חום

אינדקס שבירה: 2.42

מינון: 0.002 - 0.005% משקל (או לפי הצורך)

יישומים: להובלת חום יעילה, מיגון קרינת גמא, הסרת ארסרניק, מתכות כבדות ושאריות אנטיביוטיקה.

CERAM QUANT-PROTECT

צבע: אבקת ננו לבנה

עמידות בחום: עד 2715°C (4919°F)

אינדקס שבירה: 2.13

פער פס: 5.8 eV

יישומים: עמידות בפני שריטות, בלאי ושחיקה, בידוד, מעכב אש, פירו-אופטי, מדיום אחסון אופטי, אחסון אנרגיה, עמידות בפני מתח תרמי גבוה.

CERAM QUANT-NEUTRON

ננו-ארכיטקטורה: ננו-צינורות

ממד: < 25 ננומטר קוטר

צבע: אבקת ננו-בז'/לבנה

עמידות בחום: עד 2973°C (5383°F)

אינדקס שבירה: 1.8

פער פס: 5.2 eV

מינון: 0.001% משקל (או לפי הצורך כדי להגן על החשיפה המיועדת לקרינה)

יישומים: הנחתה משופרת של נויטרונים, חומר מגן חום לתעשייה אווירית ותחנות כוח גרעיניות, רכיבי מנוע רקטי. כלי חיתוך מהירים, טרנזיסטורים, תוספי פולימר איטום שרף פלסטיק, חומרי סיכה בטמפרטורה גבוהה, בידוד, חשמל במתח גבוה בתדר גבוה, מבודדים של קשת פלזמה, חומרים לתנור אינדוקציה בתדר גבוה, רכיבי קירור, זרז בטמפרטורה גבוהה, קרמיקה מרוכבת.